区块链即服务平台BaaS白皮书(1.0版)

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白皮书中详细阐述了区块链技术带来的产业变革,着重分析了区块链即服务(Blockchain as a Service, BaaS)的重要意义。云的开放性和云资源的易获得性,决定了公有云平台是当前区块链创新的最佳载体,区块链与云计算的结合越发紧密,有望成为公共信用的基础设施。 其次,分析了区块链即服务(Blockchain as a Service, BaaS)平台的底层技术架构及所适应的场景。基本的模块设计从功能上可划分为资源管理层、区块链底层技术和平台管理层三个层次,其底层的关键技术包括可插拔的共识机制、高可用存储和多类型账本支持、多类型的交易模型、多语言支持的智能合约引擎以及安全隐私保护。同
序言 自2008年末中本聪发布比特币白皮书所标志的区块链诞生,至本白皮书初版发布, 已绎过去了整整十年。这十年间,区块链从鲜为人知到家喻户晓,从街谈巷议到饱受质 疑,其过程不可诮不惊心动魄,跌宕起伏,像极了上世纪九十年代 Tim berne『s-Lee发 明了万维网的最初十年。很多人喜欢将区块链网络类比于互联网,因为区块链构建的是 种价值网络。当然二者其实是很不一样的,但无可非议的是,区块链会成为未来社会的 种基础设施,大星的应用将会构建在区块链网络之上。 区块链即服务( Blockchain as a service,BaS)平台使是为构建区块链的基础设施 所傚出的重要努力。BaS平台旨在提供创建、管理和维护企业级区块链网络及应用的服 务,能够帮助用户降低开发及使用成本。通过BaS平台提供的简单易用、成熟可扩展、 安全可靠、可视化运维等设计特色,区块链开发者能够满足快速部署、高安全可靠性的需 ,为企业高效地开发出区块链应用 本白皮书由浅及深地介绍了区块链即服务平台的技术细节与应用场景。基本的模块设 计从功能上可划分为资源管理层、区块链底层技术和平台管理层三个层次,其底层的关键 技术包括可插拔的共识机制、高可用存储和多类型账本支持、多类型的交易模型、多语 支持的智能合约引擎以及安全隐私保护。除了这些基本的区块链特性之外,BaaS平台还 会提供跨云部署、跨链交互、链上链下访问和分布式身份管理等高阶特性。最后,本白皮 书还分享了几个基于BaaS平台落地的重要案例,为区块链应用的开发和创新提供多视角 的思路。 该白皮书是可信区块链推进计划在区块链即服务平台领域的第一个白皮书,由于编写 时间仓促,该白皮书存在一定的不足,欢迎业内各界人士沟通交流讨论。 目录 CONTENTS 1概述… 1.1区块链技术的背景 1.2企业级区块链服务的意义 1.3常见的企业级区块链系统 1.3. 1 Hyperledger Fabric ·申申,丰丰丰 1.3.2 Ethereum 4 1.3.3 Quarum 1.3.4 Corda 2区块链服务BaaS的定义和设计原则……… 3区块链服务BaaS的总体架构… 4区块链服务BaaS的基本模块设计 4.1区块链服务管理平台的设计 4.1.1云资源适配管理 12 4.1.2云资源管理 …12 4.1.3区块链部署配置管理 4.14智能合约管理… 4.1.5动态联盟管理 4.1.6区块链模板管理 13 4.1.7区块链监控 4.1.8区块链浏览器 14 4.1.9账户管理 14 4.1.10用户日志 14 4.1.11系统监控 14 4.1.12计费管理 14 4.2区块链底层关键技术 14 4.2.1可插拔的共识机制… 42.2高可用存储和多类型账本支持 17 4.2.3多类型的交易模型 18 424多语言支持的智能合约引擎 19 4.2.5安全隐私保护 20 5区块链即服务平台的高阶特性 24 5.1跨云部署 24 52跨链交互 24 52.1分层多链跨链技术… 24 52.2一般跨链技术 53基于预言机的链上链下访问 ……28 54分布式的身份管理 28 6基于BaaS服务平台的案例分享…… 32 6.1供应链金融 32 6.2版权确权 34 63积分兑换 36 64产品溯源 37 6.5游戏 39 7结束语……………………………………………………………41 可后区块链惟计划 区块链即服务平台BaS白皮书(1.0版) 1概述 1.1区块链技术的背景 2008年11月,一位自称中本聪的密码学家发表了论文《比特币:一个点对点的电子 货币系统》。论文措述了一种完全去中心化的数字货币,而区块链作为其底层技术从此开 始进入公众视野。经过十年发展,区块链正逐渐成为最有可能改变世界的技术之一。引用 维基百科中对于区块链的描述:区块链( Blockchain或 Block chain)是借由密码学串接 以保护内容的自增长的交易记录列表(又称区块)。每一个区块包含了前一个区块的哈希 值、本区块的时间戳记以及交易数据(通常用默克尔树结构的哈希值表示),这样的设计 使得区块内容具有难以篡改的特性。用区块链能让多方有效记录交易,且可永久查验此交 易。狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链 式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,区块 链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新 数据、利用密码学方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合 约来操作数据的一种全新的分布式基础架枃与计算方式。 比特币是加密数字货币的代表。比特币出现之后,莱特币、零币、 PPCoin、 Ethere- um等数字货币如雨后春笋般涌现出来,这些加密货币实验或许将促进人类货币体系的进 步发展。随着以比特币为首的数字货币受到越来越多的关注,人们开始将区块链技术应 用到金融领域,为区块链系统引入“智能合约”技术。智能合约是一种通过计算机语言实 现的旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约技术对区块链的功 能进行了拓展。自此,区块链发展进入第二阶段:可编程金融。有了智能合约系统的支 持,区块链的应用范围开始从单一的货币领域扩大到涉及合约共识的其他金融领域,区块 链技术得以在股票、清算、私募股权等众多金融领域崭露头角。随着区块链技术的进一步 发展,其“开放透明”、“去中心化”及“不可篡改”的特性在其他领域逐步受到重视。各 行业专业人士开始意识到,区块链的应用也许不仅局限在金融领域,还可以扩展到任何需 要协同共识的领域中去。于是,在金融领域之外,区块链技术又陆续被应用到了公证、伫 裁、审计、域名、物流、医疗、邮件、鉴证、投票等其他领域,应用范围逐渐扩大到整个 经济社会。除此以外,人们还试图将区块链技术应用到物联网中,实现人与人、人与机器 01 区块链即服务平台BaaS白皮书(1.0版) 可信区块错情团 的万物互联。整个社会将逐渐进入智能互联网时代,最终形成一个可编程的社会 1.2企业级区块链服务的意义 区块链的行业应用正在加速推进,由数字货币等金融应用向非金融领域进行渗透扩 散。企业应用是区块链的主战场,具有安全准入控制机制的联盟链和私有链将成为主趋 势。云的开放性和云资源的易获得性,决定了公有云平台是当前区块链创新的最佳载体, 区块链与云计算的结合越发紧密,有望成为公共信用的基础设施。在区块链应用安全方 面,区块链安全问题日益凸显,安全防卫需要从技术和管理全局老虑,安全可信是区块链 的核心要求,标准规范性日趋显得重要。此外区块链技术与监管要求存在一定差距,但距 离有望进一步缩小。 什么领域适合区块链技术?我们认为在现阶段区块链适合的场景有三个特征:第一, 存在去中心化、多方参与和写入数据的需求:第二,对数据真实性要求高的场景;第三, 初始情况下相互不信任的多个参与者建立分布式信任的需求。如图1所示在传统的多个企 业业务系统中,会存在信息孤岛、互相没有建立可信机制、多方协作困难效率低等难题, 在该情况下可以考虑采用区块链系统。 01存在信息孤岛 号数 信息主体的信息系统井不互通, 信息难以汇贯通 05多方协作困难 习信息瓷控制、隐私保护、数据共享 等方面存在限制,导致多方协作不能 02核心企业信用不能传递 高效率低李的完成 信息孤岛导致核心企的信用只传递 到一级供应商应吸,不能在整案供应 上做到吸传递 03业务场景不可信 重复性工作无法 04自动化完成 由于中小企业无法证实贸易关系的存 在,在现存的铜行风控体系下,难以 约定结算无法自动完成,涉及多级多方结 狭得银行溃会。粗对地,银行也无法 算时。浪颺人力,效奉较低,不桌定性因 渗透入供应链进行获客和放软 图1传统企业业务系统中的现有问题 02 可后区块链惟计划 区块链即服务平台BaS白皮书(1.0版) 典型的应用案例如:基于区块链进行货物跟踪的应用,该应用提升了数据安全性、隐 私性、共亨性,解决了商品转移过程中的迫溯防伪问题,有效提高物流行业在结算处理效 率,节约20%以上物流成本;基于区块链打造的供应链金融平台,加强了供应链金融业 务中多方信息的共享,简化企业间的互担保、风险分摊、机构信用评估等流程,提升企业 融资效率,融资过稈从半个月降低到2天,同时也降低违约处理成本;基于区块链实现数 据内容版权确权平台,数据内容版权公司能够为海量作品提供低成本、高效率的版权冇证 方案,版权存证时间由10-20天提升到实时版权存证,促进版权合理合法的快速流通 可以预见,区块链是企业合作的基础信息技术,逐渐成为未来互联网企业应用不可或 缺的一部分。同时区块链技术未来乜将逐步适应监管政策要求,成为监管科技的重要工 1.3常见的企业级区块链系统 1.3.1 Hyperledger Fabric Linux基金会2015年成立了超级账本( Hyperedge)项目来推动跨行业区块链技 术。该顼目并末严格定义区块链标准,它鼓励通过社区来合作推动区块链技术,鼓励开源 知识产权,采用随时间不断发展的关键标准。同时, Hyperledger是一个为了提高跨行业 的区块链技术的开源全球合作项目,囊括了金融、银行、物联网、供应链、制造和科技产 业的领导者。其下属的主要框架项目除Fabc以外还有 Sawtooth、roha、 Burrow、ndy 等项目。 Hyperledger Fabric最早是 Digital Asset和|BM组织的编程马拉松的产物,并被贡献 给Lnux基金会。像其他区块链技术一样,它有一个账本,使用智能合约,是一个由参与 者共同管理交易的系统。 Hyperledger Fabric和公有区块链系统不同之处在于它是私有的 和有准入资格授权的。 Hyperledger Fabric I成员要在会员服务提伕商(MSP)注册。 lyperledger Fabric也提供一些可插拔的选项。账本数据能够以多种格式存储,一致性机 制可以引入也可以退出,并且支持不同的多个MSP。 Hyperledger Fabric还提供创建通道 Channe)的能力允许一组参与者建立一个单独的交易账本。 Hyperledger Fabric的账本 系统包含两个组件:世界状态和交易日志。每个参与者都可以有一份他们参与的Hy perledger Fabric区块链网络的账本副本。世界状态组件描述了一个当前时间点的账本状 态,它是账本的数据库;交易日志组件记录所有导致世界状态改变的交易,它是世界状态 的更新历史记录。这样,账本就是世界状态数据库和交易日志历史的组合体,账本有可修 03 区块链即服务平台BaaS白皮书(1.0版) 可信区块错情团 改的世界状态数据库。 Hyperledger Fabric中的节点具有不同角色,分别是排序节点( Orderer)、背书节点 Endorser peer)和记账节点( Committer peer)。 Hyperledger Fabric中的交易信息统 由排序服务节点处理,保证每个节点上的交易顺序一致,天然避免了分叉问题。每个参 与区块链网络的组织,可以控制多个节点,以解决组织间权利不对等的问题。 在 Fabric还引入了通道( Channel)的概念。一般情况下,一个区块链网络的子链是 按照“1个通道+N个成员”的基本组成。通道是区块链成员中两个或多个成员之问通信的 私有“子网”,用于进行需要对其他成员做数据保密的交易。在 Fabric中,建立一个通道 相当于建立了一个子链。创建通道是为了限制信息传播的范围,是和某一个账本关联的。 每个交易都是和唯一的通道关联的,可以明确地限定哪些成员能够知道这个交易。 在 Fabric中,智能合约程序也叫链码( Chaincode),可以用Node.js、Java和Go等 语言进行开发。 Fabric上的链码分为系统链码和用户链码。系统链码用于实现系统层级的 功能,包括系统的配置,用户链码的部署、升级,用户交易的签名和验证策略等。用户链 码用于实现用户的应用功能,即具体的业务逻辑。开发者将链码部署到 Fabric网络上,终 端用户通过与网络节点交互的客户端应用稈序调用链码。链码被编译成一个独立的应用程 序,运行于相互隔离的 Docker容器中,在链码部署的时候会自动生成合约的 Docker铙 像象 1.3.2 Ethereum Ethereum(以太坊)是一个基于区块链技术的去中心化应用平台,它允许任何人在 平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。 以太坊普遍被认为是区块链20时代的代表性产品,创始人 Vitali buterin于2013年 底发布了以太坊白皮书,标志着该项目正式启动。2015年7月,发布了 Frontier阶段,以 太坊主网正式上线。2016年以太坊发布了第二个重大版本 Homestead。2017年10月, 以太坊发布了第三个版本的 Byzantium部分。至此,以太坊已经发展成为了区块链世界最 重要的一个平台,大量的DApp(分布式应用)基于以太坊来开发。 就像比特币一样,以太坊是去中心化的,由全网共同记账,账本公开透明且不可篡 改。没有任何人或者组织能够控制以太坊区块链,任何新添加的数据都需要获得全网的 致认可。 与比特币不同的是,以太坊是可编程的区块链,它提供了一套图灵完备的脚本语言。 04 可后区块链惟计划 区块链即服务平台BaS白皮书(1.0版) 以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者直接基于以太坊平台进行 开发,只须专注于应用本身而无须实现区块链底层代码。以太坊上的程序被称为智能合 约,它是代码和数据(状态)的集合。开发人员可以直接用以太坊原牛支持的 Solidity语 编写和区块链交互的智能合约,大大降低了区块链应用的开发难度。 EM(以太坊虚拟机):EVM是以太坊的核心,它能执行遵守协议的任何复杂的代 码。EⅥM是图灵完备的,开发者可以在虚拟机上使用 Solidity编程语言来创建应用。智能 合约与链上数据的交互,也由E∨M负责中间的交互过程。EWM是以太坊智能合约的运行 时环境.它不仅仅是个沙盒,而是完全隔离的。这意味着代码在EM中运行时没有办法 连接网络,文件系统或者其他进程,甚至一个智能合约没有办法访问另一个智能合约。为 了解决支持图灵完备下的可终止性问题以及避免网络滥用,以太坊引入了Gas概念。EVM 中的每步操作和每个账本存储都会对应于一定的Gas消耗;当Gas消耗完后合约即会被终 止。Gas方式相当于即时付费的手续费模式,目前被大多数的公有区块链平台所采用。 账号是以太坊的基本单元,每一个账号都有一个20个字节长度的地址。以太坊区块 链跟踪每一个账号的状态,区块链上所有状态的转移都是账户之间的以太币和信息的转 移。以太坊有2种账户类型,外部账号简称EOA,是由私钥来控制的。合约帐户,由合约 代码来控制,且只能由一个EOA账号来操作。 交易在以太坊中是指签名的数据包,这个数据包中存储了从外部账户发送的消息,交 易包含以下内容 消息的接收者 一个可以识别发送者的签名; 发送方给接收方的以太币的数量 个可选的数据字段 个 Gaslini值,表示执行这个交易允许消耗的最大计算步骤 个 Gas Price值,表示发送方的每个计算步骤的费用。 目前以太坊采用了 ethash共识算法,本质上这是PoW共识算法。依靠大量的哈希计 算来找出一个符合规定难度的当前区块的哈希值,以此来证明记账节点的工作量。其优点 是安全可靠,缺点是耗费了大量的能源。

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区块白皮书(2019年)》+《区块服务平台BaaS白皮书(1.0版)》.zip

《区块链白皮书(2019年)》、《区块链即服务平台BaaS白皮书(1.0版)》 2019年区块链1024会议之后,深入学习区块链概念及区块链在不同领域的应用

2020-03-31 立即下载
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区块服务平台baas白皮书

区块链即服务平台baas白皮书

2019-03-06 立即下载
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区块链起源于比特币,2008年11月1日,一位自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的人发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文 [2] ,阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念,这标志着比特币的诞生。两个月后理论步入实践,2009年1月3日第一个序号为0的创世区块诞生。几天后2009年1月9日出现序号为1的区块,并与序号为0的创世区块相连接形成了链,标志着区块链的诞生

2019-11-15 立即下载
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基于区块的通用积分平台

“超级账本(Hyperledger)是Linux基金会于2015年发起的推进区块链数字技术和交易验证的开源项目。超级账本的愿景是借助项目成员和开源社区的通力协作,共同制定并建立一个开放、跨产业、跨国界的区块链技术开源标准。” 项目核心成员包括IBM、英特尔、摩根大通、埃森哲、Airbus、美国运通、芝加哥商品交易所集团、戴姆勒、美国证券托管结算公司、富士通、日立等金融、医疗、物联网及航空、百度金融等领域巨头,比邻共赢(Belink)2016年正式加入超级账本项目,是超级账本项目在中国最早的重要合作成员。

2018-08-14 立即下载
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腾讯云区块TBaaS产品白皮书

目前区块链底层技术不完全成熟、基础设施未全面完善的形势还没有获得根本性 转变,企业无法快速地投入生产力到基于区块链技术的各种业务场景中去,区块链技术面临 的普及性问题亟待解决,值此关键时间窗口,腾讯云区块链(TBaaS)破茧而生。

2018-04-20 立即下载
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